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物理学理论的目的与结构
1.6.1.5 没有什么形而上学体系足以构造物理学理论
没有什么形而上学体系足以构造物理学理论

每一个形而上学学派都申斥它的竞争对手在它的说明中诉诸本身未被说明的,实际上是隐秘的质的概念。这种批判岂不是几乎总是适用于申斥它自己的学派吗?

为了使属于某一学派的哲学家宣布完全满意同一学派物理学家构造的理论,在这个理论中使用的所有原理就必须能从该学派宣称信奉的形而上学中推演出来。如果在物理现象的说明过程中诉诸那种形而上学无力辩护的某一定律,那么说明将不会唾手而得,物理学理论将达不到它的目的。

现在,任何形而上学都无法给出足够精密、足够详尽的指导,以便有可能从它推出物理学理论的所有要素。

事实上,形而上学学说就物体的实在本性提出的指导,往往是由否定命题组成的。亚里士多德主义者像笛卡儿主义者一样,否定空虚空间的可能性;牛顿主义者拒斥任何不能还原为在质点之间作用的力的质;原子论者和笛卡儿主义者否认任何超距作用;笛卡儿主义者不承认在物质的各部分之间有任何除形状和运动之外的差异。

当问题在于谴责敌对学派提出的理论时,所有这些否定命题都恰当地被证明;但是,当我们希望推导物理学理论的原理时,它们似乎是毫无成效的。

譬如,笛卡儿主义者否认,在物质中存在除长度、宽度、深度方面的广延及其各种模式——也就是说形状和运动——以外的其他任何东西;但是,仅用这些资料,他甚至无法开始勾画物理学定律的说明。

至少,在试图构造任何理论之前,他必须了解支配各种运动的普遍定律。因此,他从他的形而上学原理开始,企图首先推演动力学。

上帝的完美性要求他在他的计划中是永远不变的;从这种不变性中得出下述结论:上帝保持他在开端时给予世界的恒定的运动量。

但是,在世界上运动量的恒定还不是一个充分精确或充分确定的原理,从而使我们有可能写出任何动力学方程。我们必须用定量的形式陈述它,这意味着把迄今十分模糊的“运动量”概念翻译为完全确定的代数表达式。

接着,物理学家将把什么数学意义附着在“运动量”一词之上呢?

按照笛卡儿的观点,每一个物质粒子的运动量将是它的质量或它的体积——在笛卡儿的物理学中,它的体积等价于它的质量——乘以它被激励的速度之积,全部物质在其整体上的运动量是它的各部分的运动量之和。这个和在任何物理变化中保持恒定的值。

笛卡儿提议借以翻译“运动量”概念的代数量的组合,肯定满足我们关于这样的翻译的本能知识预先强加的要求。对于处于静止的整体而言它为零,对于被某些运动促动的物体群来说它总是为正;当一个确定的质量增加它的运动速度时,它的值增加;当一给定的速度影响较大的质量时,它再次增加。但是,无数其他表达式也可以同样充分地满足这些要求:我们可以显著地用速度的平方代替速度。所得到的代数表达式于是与莱布尼兹称为“活力”的表达式重合;我们不是从神圣的不变性引出笛卡儿的运动量的恒定性,而是推导出莱布尼兹的活力的恒定性。

这样一来,笛卡儿打算置于动力学基础的定律无疑与笛卡儿的形而上学一致;但是,这种一致不是必要的。当笛卡儿把某些物理学效应仅仅还原为这样的定律的推论时,他确实证明了,这些效应不与他的哲学原理矛盾,但是他并没有借助这些原理说明该定律。

我们刚刚就笛卡儿主义者所说的东西,能够就任何要求在物理学理论中终止的形而上学学说加以重复;在这一理论中,总是存在某些被安置的假设,这些假设并没有把形而上学学说的原理作为它们的根据。那些追随博斯科维奇思想的人承认,在可知觉的距离上观察到的一切吸引或排斥都与距离的平方成反比地变化。正是这个假设,容许他们建构三个力学体系:天体力学、电力学和磁力学;不过,他们采取这种形式的定律是由于需要使他们的说明与事实一致,而不是由于他们的哲学的要求。原子论者承认,某一定律支配微粒的碰撞;可是,这个定律却是另一定律被异常大胆地推广到原子世界,而后者只有当质量大到被认为足以观察时,才是可容许的;它不是从伊壁鸠鲁(Epicurus)的哲学中推演出来的。

因此,我们不能从形而上学体系推导出构造物理学理论的全部要素。物理学理论总是求助于形而上学体系没有提供的,因而对该体系的党徒来说依然是神秘的命题。在它宣称给出的说明的根底,总是存在着未被说明的东西。


[1] Nicolaus Cabeus,S.J.,Philosophia magnetica,inqua magnetis natura penitus explicatur et omnium quae hoc lapide cernuntur causae propriae afferuntur,multa quoque de electricis et aliis attractionibus,et eorum causis(Cologen:Joannem Kinckium,1629).

[2] P.Rogerio Josepho Boscovich,S.J.,Theoria philosophiae naturalis redacta ad unicam legem virtum in natura existentium(Vienna,1758).

[3] G.W.Leibniz,Oeuvres,ed.Gerhardt,IV,464.(Cf.Leibniz,Selections[Charles Scribner's Sons,1951],pp.100ff.)

[4] 克里斯蒂安·惠更斯致G.W.莱布尼兹,一六九○年十一月十八日,Deuvres complètes de Huygens,Correspondance,10 vols.(The Hague,1638-1695),IX,52.(英译者说明:惠更斯选集的完备版本由荷兰科学学会以二十二卷出版。)

[5] Aristarchi Samii De mundi systemate,partibus et motibus ejusdem,liber sigularis”(Paris,1643). 这部著作于一六四七年在马林·梅森的Cogitata physico mathematica第三卷中重印。

[6] R.Descartes,Correspondance,ed,P.Tannery and C.Adam.Vol,IV(Paris,1898),Letter CLXXX,p.396.

[7] 德尼·帕潘致克里斯蒂安·惠更斯,一六九○年六月十八日,Oeuvres complètes de Huygens...,IX,429.

[8] 克里斯蒂安·惠更斯致德尼·帕潘,一六九○年九月二日,ibid.,IX,484.